Frei schwebende: Neue Levitation System nutzt Schallwellen

Halten Sie sich an Ihren Zauberstab, Harry Potter: Wissenschaft hat sogar Ihre besten "Leviosa!" Levitation Zauber übertroffen.

Forscher berichten, dass sie Objekte mit Schallwellen schwebte, und diese Objekte in der Luft bewegt, nach einer neuen Studie.

Wissenschaftler haben Schallwellen verwendet, um Objekte sperren in der Luft für Jahrzehnte, aber die neue Methode heute (15. Juli) in der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences beschrieben, geht einen Schritt weiter indem Sie Menschen, hängende Objekte zu bearbeiten, ohne sie zu berühren.

Diese Levitation-Technik könnte dazu beitragen, hochreine chemischen Mischungen, ohne Verunreinigung, zu schaffen, die für die Herstellung von Stammzellen oder anderes biologisches Material nützlich sein könnte.

Salon-trick

Seit mehr als einem Jahrhundert haben die Wissenschaftler die Idee mit dem Druck der Schallwellen Objekte schweben in der Luft machen vorgeschlagen. Wie Schallwellen Reisen, sie produzieren Änderungen des Luftdrucks — einige Luftmoleküle zusammen Anquetschen und andere auseinanderdrücken.

Indem man ein Objekt an einer bestimmten Stelle innerhalb einer Schallwelle, ist es möglich, die Kraft der Gravitation mit der Kraft, die Schallwelle, so dass ein Objekt, das an dieser Stelle schweben perfekt entgegen zu wirken.

In früheren Arbeiten auf Levitation Systemen hatten Forscher Wandler verwendet Schallwellen und Reflektoren reflektieren die Wellen zurück, wodurch stehende Wellen.

"Eine stehende Welle ist wie wenn man die Saite einer Gitarre zupfen", sagte Co-Studienautor Daniele Foresti, Maschinenbau-Ingenieur an der ETH Zürich in der Schweiz. "Die Zeichenfolge bewegt sich rauf und runter, aber gibt es zwei Punkte, wo es befestigt ist."

Verwenden diese stehenden Wellen, schwebte Wissenschaftler Mäuse und kleine Tropfen der Flüssigkeit.

Aber dann, die Forschung stecken.

Akustische Levitation schien eher ein Salon-Trick als ein nützliches Werkzeug sein: es war nur stark genug, um relativ kleine Objekte; schweben Es konnte nicht Flüssigkeiten ohne diese Zersplitterung schweben, und die Objekte konnten nicht verschoben werden.

Schwebende Flüssigkeiten

Foresti und seinen Kollegen entwickelt winzige Sensoren stark genug, um Objekte aber klein genug, um eng zusammengepackt werden schweben.

Durch langsames Drehen aus einem Wandler, genauso wie sein Nachbar hochfahren, erstellt die neue Methode einen beweglichen Sweetspot für Levitation, so dass die Wissenschaftler um ein Objekt in der Luft zu bewegen. Langen, dünne Objekten können auch schwebte.

Das neue System kann schwere Gegenstände heben, und bietet auch genügend Kontrolle, so dass Flüssigkeiten gemischt werden können, ohne Aufteilung in vielen winzigen Tröpfchen, sagte Foresti. Alles kann automatisch gesteuert werden.

Das System sprengt klingt Wellen an was wäre ein ohrenbetäubenden Lärmpegel von 160 Dezibel, etwa so laut wie ein Jet abheben. Glücklicherweise war die Schallwellen in das Experiment 24 Kilohertz, knapp oberhalb der normalen Hörweite für den Menschen.

Aber sagte "haben Sie einige Hunde herum, sie nicht gehen, wie es überhaupt," Foresti LiveScience.

Gerade jetzt, die Objekte können nur in einer Dimension entlang bewegt werden, aber die Forscher hoffen, ein System zu entwickeln, die Objekte in zwei Dimensionen bewegen können Foresti sagte.

Großer Fortschritt

Das neue System heißt einen großen Fortschritt sowohl theoretisch als auch in Bezug auf ihre praktischen Anwendungen, Yiannis Ventikos, Flüssigkeiten Forscher am University College London, die nicht an der Studie beteiligt war.

Die neue Methode könnte eine Alternative zur Verwendung einer Pipette, um Flüssigkeiten in Instanzen zu mischen, wenn Verunreinigungen ein Thema ist, fügte er hinzu. Beispielsweise könnte die akustische Levitation Forscher Stammzellen in bestimmten präzise chemische Mischungen, marinieren, ohne sich Gedanken über Verunreinigungen aus der Pipette oder das gut Fach verwendet.

"Das Maß an Kontrolle, die Sie erhalten ist erstaunlich", sagte Ventikos.

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